Uma unidade motora consiste em dois componentes principais: um único neurónio motor eferente (ou seja, um neurónio que carrega impulsos para longe do sistema nervoso central) e todas as fibras musculares que ele inerva. O neurónio motor pode inervar múltiplas fibras musculares, que são células únicas, mas apenas um neurónio motor inerva uma única fibra muscular.

Neurónios motores inferiores são neurónios eferentes que controlam o músculo esquelético, o tipo mais abundante de músculo no corpo. Os corpos celulares dos neurónios motores inferiores estão localizados na medula espinhal ou tronco cerebral. Os que estão no tronco cerebral transmitem sinais nervosos através do nervo craniano, e controlam principalmente os músculos na cabeça e pescoço. Neurónios motores inferiores originários da medula espinhal enviam sinais ao longo do nervo espinhal, e controlam principalmente os músculos nos membros e tronco corporal.

Um neurónio motor inferior dispara um potencial de ação que, ao mesmo tempo, contrai todas as células musculares esqueléticas que o neurónio inerva. Assim, as unidades motoras são unidades funcionais do músculo esquelético.

O tamanho de uma unidade motora, ou o número de fibras musculares que o neurónio motor inferior inerva, varia dependendo do tamanho do músculo e da velocidade e precisão que o movimento requer. Músculos nos olhos e dedos, que requerem controle rápido e preciso, são geralmente controlados por pequenas unidades motoras. Nessas unidades, os neurónios motores ligam-se a um pequeno número de fibras musculares. Em contrapartida, as unidades motoras para os movimentos dos membros e do tronco são geralmente grandes e consistem em muitas fibras musculares.